Cellspace-3D微重力模拟回转器超重力细胞培养系统是一款结合微重力与超重力模拟功能的三维细胞培养设备,由北京长恒荣创科技有限公司研发,品牌为赛奥维度。以下是对该设备的详细介绍:
一、技术原理与核心功能
1.微重力模拟:
旋转壁容器(RWV)技术:通过多轴旋转(如三维回转器或随机定位机)使细胞培养物处于持续自由落体状态,抵消重力沉降效应,近似模拟太空微重力条件。细胞在低剪切力环境中自然聚集,形成三维球状结构(Spheroids),更贴近体内组织生理状态。
随机定位机(RPM):采用双轴随机旋转,消除重力矢量方向性,更精准模拟太空微重力。
2.超重力模拟:
利用离心机产生高离心力(如2-10g重力),模拟高重力环境(如加速飞行或深空探测场景)。
可编程控制加速度曲线,支持瞬态冲击(如爆炸冲击波)与稳态超重力研究。
3.三维细胞培养:
采用支架材料、水凝胶或悬滴法培养细胞,形成类器官或球状体,更贴近体内生理环境。
集成生物反应器或微流控系统,维持细胞营养供应与代谢废物排出。
4.环境控制:
集成温湿度控制、CO₂/O₂调节、pH监测等功能,适配不同细胞需求(如37°C、5% CO₂条件)。
密闭培养舱集成气体交换膜,维持无菌条件。
5.实时监测与数据分析:
配备实时成像系统,支持远程在线观察和参数调节。
光学透明盖可直接将培养反应器置于显微镜下观察。
嵌入式显微镜实时观察细胞形态(如肌管退化、细胞骨架重排)。
微流控芯片集成阻抗谱传感器,动态监测细胞层通透性变化。
二、设备特点与优势
1.多模态重力调控:
实现微重力与超重力的快速切换,模拟航天任务中的重力波动。
支持一键切换至半重力、月球及火星表面微重力模拟。
2.高通量筛选:
结合微流控芯片与自动化成像,加速重力相关药物发现。
3.类器官-器官芯片整合:
在重力变化环境下构建更复杂的生理模型(如血管化类器官)。
4.模块化设计:
采用可更换模块化设计,适配多种培养容器(如通用培养皿、培养瓶、球形生物反应容器等)。
用户可根据不同实验需求选择数十款不同模块和生物反应容器。
5.操作简便:
触摸屏界面,预设多种培养模式,数据实时记录与导出。
三、应用领域
1.太空生物学:
为开展太空实验提供重要的地面模拟手段,研究微重力对细胞代谢、基因表达、信号通路的影响。
构建三维血管化组织(如皮肤、软骨),用于移植或疾病模型开发。
探究肿瘤微环境(如缺氧、低营养)对肿瘤细胞侵袭、转移的影响。
2.疾病模型研究:
构建肿瘤球体、类器官等模型,研究疾病发生发展机制。
结合患者来源细胞(PDOs),构建个体化肠类器官模型,模拟患者特异性肠道疾病(如克罗恩病、结直肠癌)。
3.药物筛选与开发:
在三维模型中评估药物毒性、渗透性及疗效,提高临床前预测准确性。
结合微重力与药物,筛选增效组合疗法。
测试药物在微重力下的疗效(如抗生素在太空感染中的应用)。
4.再生医学与组织工程:
促进干细胞向特定谱系分化,加速类器官(如脑、肝类器官)成熟。
构建具有生理功能的微型器官(如肝-肠轴模型)。